第二章
动物对饲料的消化与利用
第一节 动物消化饲料的方式
第二节 消化后养分的吸收
第三节 动物的消化力与饲料的可消化性
内 容
第一节 动物消化饲料的方式
一、消化的概念:
动物采食饲料后,经物理性、化学性
及微生物性作用,将饲料中大分子不可吸
收的物质分解为小分子可吸收物质的过程。
? 3种:物理性消化、化学性消化和微生
物消化
?动物种类不同,消化道的结构和功能亦
不同,消化方式的侧重不同
?请看各类动物的消化道结构 ——
二、消化的方式
猪消化道结构
鸡消化道结构
马消化道结构
牛消化道结构
兔消化道结构
1.物理性消化 ( 又称机械性消化),
指通过牙齿撕、咬,消化道壁磨压等方式,将食物
由大分子状态变成较小的形式。有利于在消化道内形成
多水的食糜,增加饲料表面积,颗粒变小,为酶消化和
微生物消化提供条件。同时,通过消化道管壁的运动,
把食糜研磨、搅拌并从一个部位运送到另一个部位。
特点,无化学性变化,产物不可吸收。
二、消化的方式
物理性消化的动物种类特异性
种类 部位 作用程度
牛、羊 口腔(反刍) 大
禽 肌胃(石头) 大
猪 口腔 小
马 口腔 较大
1.物理性消化
?咀嚼、胃肠道蠕动的作用,
使饲料颗粒变小;
将食物向消化道后端推动,排空;
刺激消化酶分泌;
意义:对牛、羊应提供充足的反刍时间
1.物理性消化
?对于各类动物, 均不提供粒度过细的饲料
?饲料粉碎过细,
① 肠胃蠕动 ↓, 酶分泌能力 ↓
② 不利于酶与饲料混合, 易形成食团
③ 不利于吞咽, 可引起呼吸道疾病
④ 会使畜舍空气变差, 易滋生微生物
1.物理性消化
∴ 商品料应适当地粗而均匀
如,反刍动物的粗饲料被粉碎过细, 则会出现面
部浮肿 。 家禽 ( 鸡, 鸭, 鹅 ) 主要通过肌胃收缩
的压力和饲料中的硬物质料的切搓, 达到改变饲
料粒度的作用, 这是在禽类笼养的条件下日粮中
添加硬质沙石的依据 。
1.物理性消化
2.化学性消化
要点:
? 是高等动物特有的消化方式, 对非反刍动物犹为重要
? 终产物是可以吸收的
? 越是高等的动物, 消化器官分工越明确, 消化酶的种
类越多
? 酶的消化作用具有专一性
? 不同种类或同一种类不同生长阶段的动物所分泌的酶
的种类, 数量, 活性不同 。 ( 这一点是生产中设计配方重
要的依据 )
?乳猪,28— 35日龄断奶, 分泌乳糖酶较多, 而
饲料以 ( CH2O) n 为主, 需要补充纤维酶, 蛋白
酶 。
?肉鸡,生长迅速, 酶的分泌不多, 所以饲粮中
通常添 加酶
?雏鸡, 添加纤维酶, 蛋白酶, 脂肪酶, 复合酶 。
2.化学性消化
?在大麦, 小麦型日粮中加入 β -葡聚糖酶 。 因为
其中含有 β -葡聚糖 ( 是一种抗因子 ) 单胃动物,
犬乃至鸡采食后可造成食靡粘度增加, 使排空速
度下降, 引起发病 。
?反刍动物饲料要先经过瘤胃做生物的作用, 所
以补充外源酶的作用效果较差 。
2.化学性消化
化学性消化的动物种类特异性
动物 部 位 养 分 作用程度
猪 口腔 淀 粉 弱
胃 蛋白质 中
小肠 CP,NFE,EE 强
牛羊 口腔 淀粉 极弱
胃 蛋白质 中
小肠 CP,NFE,EE,MCP 强
禽 腺胃 蛋白质 弱
小肠 CP,NFE,EE 强
要点:
?动物消化道的结构决定了微生物发酵作用产生的
部位及其等意义。反刍动物的微生物发酵主要在瘤
网胃进行,而单胃动物主要在大,盲肠进行。
?微生物消化是反刍动物的主要消化方式,而是单
胃动物消化的辅助形式
?瘤胃是反刍动物主要消化器官
3.微生物消化
?单胃动物微生物消化的营养作用较弱,且主要在大肠内
进行,消化量少,且停留时间短,产物被吸收的机会少。
?马, 兔, 驴等非反刍草食动物的盲肠, 大肠微生物消化
起相当作用, 但弱于反刍动物 。
?畜禽最大生产性能的发挥有赖于它们所具有的正行的胃
肠道环境和健康的体况。动物胃肠道正常微生物区系从多
方面影响胃肠道环境的稳定和动物的健康。
3.微生物消化
瘤胃内环境的特点
?中性略偏酸性环境( pH6.0~ 7.0,变化范围 5.0~
7.5)( pH值越低,对粗饲料消化越不利,生产中加
碳酸氢钠,氧化镁防止瘤胃酸中毒)
?是厌氧环境
?瘤胃容积占四个胃容积的 80%,消化道的 70%
?瘤胃内的渗透压与血液接近( 瘤胃内容物可以与
血液进行物质交换,提高渗透压可以加快排空)
?温度接近体温( 38.5~ 40℃,适合各种微生
物生长 )
?是还原状态( VFA→ SFA,反刍动物体脂硬度
大的原因 )
瘤胃内环境的特点
?存在大量微生物,主要是细菌和纤毛虫,微生物
总体积占瘤胃内容物的 5%~ 10%。细菌与纤毛虫是相
互依赖,相互制约的。它们所分泌的酶可以消化多
种养分,尤其是动物难以消化的纤维性饲料
?细菌是利用劣质饲料,低级饲料的主要因素,纤毛虫可以
吞噬细菌,可以缓解瘤胃内环境的突变,
瘤胃内环境的特点
瘤胃内反刍动物瘤胃内有大量微生物,
主要是厌氧细菌和原生动物, 正常饲养条
件下, 内容物中有 1010细菌 /ml,106原生
动物 /ml。
瘤胃内的微生物
( 1) 细菌有二类, 一类是可利用纤维素, 淀
粉, 葡糖等养分的细菌, 另一类是可发酵第一类
细菌的代谢产物的细菌 。 微生物消化中, 细菌的
作用比原生动物更大 。
( 2)大多数原生动物为纤毛原虫,可吞噬食
物和细胞颗 粒,并可利用纤维素。纤毛虫能吞食
和消化细菌,当瘤胃纤毛虫完全消失时,细菌数
目就会大量增加。
瘤胃内的微生物
微生物与动物的共生关系
反刍动物所摄食的 饲料为微生物生存的主要物质条
件, 同时依靠微生物的消化和代谢作用, 饲料中的养分
(如纤维素 )才可被畜体充分利用, 尤其是微生物代谢过
程中, 碳水化合物的分解产物 VFA是反刍动物营养的主
要来源 。 因此, 宿主摄食 日粮的改变, 必然引起瘤胃微
生物种群发生变化, 同时, 瘤胃微生物种群失去平衡后
也必然导致宿主的代谢紊乱 。
瘤胃发酵产物及发酵类型
?瘤胃发酵的产物终产物主要是 VFA,CO2,
CH4,H2,H2S
CH4是一种能量损耗,占牛羊饲料总能
的 8~ 10%,如何降低 CH4气体含量是提高牛
羊能量利用的关键。
正常发酵, VFA中 乙:丙:丁 =70,20,10称
为乙酸发酵型。
有利于提高乳脂率,泌乳期应以此为主。
异常发酵, VFA中 乙:丙:丁 =60,30,10称
为丙酸发酵型。
对乳脂率不利,但有利于肉牛肥育
瘤胃发酵产物及发酵类型
?影响瘤胃发酵类型的因素:饲料精粗比及对
精料的加工处理
?饲料精粗比,按 DM计算,精料在 50%以下称
为 粗料发酵型
瘤胃发酵产物及发酵类型
日粮精粗比对瘤胃 VFA浓度的影响
草:料 乙 丙 丁
100,0 71.4 16.0 7.9
75,25 68.2 18.1 8.0
50,50 65.3 18.4 10.4
40,60 59.8 25.9 10.2
20,80 53.6 30.6 10.7
?要提高乳脂率,应增加优质粗饲料,优质粗饲
料的价格高于精料,选用青贮料。青贮料是奶牛
缺青季节优质的饲料。
?青贮料是靠乳酸菌产酸抑制植物细胞的呼吸和
微生物活动来保存和减少饲料养分损失。
精粗搭配提高乳脂率
?一般青贮料原料要求有适宜的含水量( 65~ 70%)
H2O过多,细胞膨胀,青贮中养分损失叫多;过干,
不易压实。
? 适当增加优质粗饲料,粗饲料与精料合理搭配,
使瘤胃发酵趋向乙酸发酵型,可以提高乳脂率。
精粗搭配提高乳脂率
瘤胃发酵的优缺点
优点
a,分解 CF,产生 VFA,吸收后可作为脂肪、糖的合成
原材料,满足牛,羊能量需要的 50%~ 70%。
b,细菌可以利用 NPN合成 MCP,可以满足动物需要的
50%~ 100%。
c,微生物可以合成 VB,VK,EFA, NEAA, 所以对牛羊
一般不补充 VB,VK,EFA。
d,可变 UFA→SFA, 从而延长了牛羊脂肪的保存期,但
降低了营养价值。
缺点
a.快速分解淀粉为 VFA,CH4,H2O,CO2,O2等,
造成部分能量的损失,且低的 pH值不利于粗饲料
的消化( <6.5即不利于粗饲料消化 )。
b,降低 TP为 NH3,再合成 MCP,造成部分氮素的
损失。 意义:保护优质蛋白质
瘤胃发酵的优缺点
项 目 胃, 小肠 盲肠, 大肠
主要群菌 G兼性厌氧菌 厌氧菌
负作用
与宿主动物争夺能,
pr,产生抑制生长
代谢物
产生抑制生长代
谢物
正作用 竞争性排除病原体
① 从不可消化饲料中释
放能量
② 竞争性排出病原体
胃肠道微生物对动物消化的影响
消化道微生态平衡
? 微生态平衡,有益菌占优势
? 有益菌主要是乳酸杆菌,双歧杆菌
? 有益菌的作用:
A,产酸,抑制有害细菌生长。
B,可消化降解动物不能消化的养分, 为动物
提供更多的可消化的物质
C,可产生抗菌性物质, 减少毒性物质 。
消化道微生态平衡
动物健康,生产性能提高
肠道正常
菌群
消化内源营养素
提供更多营养
与病原菌竞争
改善养分吸收
产生有机酸
中和肠毒素 降低 pH 抑制病原菌
改善微生物区
系平衡
产生抗原提高免疫力
合成 Vit
减少毒性胺
类的产生
正常微生物区系在动物生产中的作用
?通过一定的措施,可帮助动物建立正常的微生态平衡,以
提高动物健康和生产水平,如:
①直接饲喂微生物( DFM,direct feed microbes)
② 使用调整胃肠道微生态平衡的化学物质,有机酸、微生
态制剂
③ 低聚糖(寡糖):动物本身不能利用,有害微生物也不
能利用,只能作为有益微生物发酵的基质
④ 中草药摄取物(糖萜素)
动物体微生态平衡的建立
添加微生物应具备的条件:
a.能够在体内存活,来自体外
b.能够经受饲料加工保存
c.对动物有益
消化道微生态平衡
微生物消化的动物种类特异性
动物 部位 养 分 作用程度
猪 大肠 粗纤维 中
蛋白质 大
牛、羊 瘤胃 NFE,CP,CF 大
大肠 大
禽 嗉囔 CF 小
大肠 粗纤维 小
蛋白质 大
马 大肠 粗纤维,CP 大
?非反刍动物
分为单胃杂食类、草食类和肉食类,除
单胃草食类外,单胃杂食类动物的消化特点
主是以酶的消化为主,微生物消化较弱。
各种动物的消化特点小结
?反刍动物
牛、羊的消化是以前胃 (瘤胃、网胃、瓣胃 )
微生物消化为主,主要在瘤胃内进行。皱胃和小
肠中进行化学性消化。在盲肠和大肠进行的第二
次微生物消化,可显著提高消化率,这也是反刍
动物能大量利用粗饲料的营养基础。
各种动物的消化特点小结
?禽类
?类似于非反刍动物猪的消化。
?但禽类没有牙齿,靠喙采食、撕碎大块饲料。
?口腔内没有乳糖酶。食物通过口腔进入食管膨大
部 —— 嗉囊中贮存并将饲料湿润和软化,在进入腺
胃。
?腺胃消化作用不强。
各种动物的消化特点小结
?禽类肌胃壁肌肉坚厚,可对饲料进行机械性磨碎,
肌胃内的砂粒更有助于饲料的磨碎和消化。
?禽类的肠道较短,饲料在肠道中停留时间不长,
所以酶的消化和微生物的发酵消化都比猪的弱。
?未消化的食物残渣和尿液,通过泄殖腔排出。
?禽类
饲料中营养物质在动物消化道内经物理的,
化学的,微生物的消化后,经消化道上皮细胞进
入血液和淋巴的过程。动物营养研究中,把消化
吸收了的营养物质视为可消化营养物质。
第二节 消化后养分的吸收
一、吸收的概念
1.胞饮吸收 是细胞通过伸出伪足或与物质接触处的膜内陷,
从而将这些物质包入细胞内的过程。
初生哺乳动物对初乳中免疫球蛋白的吸收是胞饮吸收。
二、吸收方式
2,被动吸收 通过滤过, 简单扩散和易化扩散 (需要载体 )等
多种形式吸收的过程 。 不消耗能量, 一些低分子量物质, 如
简单肽, 短链脂肪酸, 各种离子, 电解质, 维生素和水等的
吸收即为被动吸收 。
3.主动吸收 通过机体消耗能量,依靠细胞壁来完成的一种
逆电化学梯度的物质转运形式,这种吸收形式是高等动物吸
收营养物质的主要方式。如葡萄糖和氨基酸等的吸收即为主
动吸收。
?消化道内的腺体, 器官及特殊结构与动物采食, 咀嚼及吞
咽食物, 消化吸收养分, 分泌与排泄功能有关 。
?对大多数动物, 养分的主要消化, 吸收部位在消化道上端,
如十二指场, 空肠, 回肠, 大肠也有小部分吸收 。
?瘤胃可以吸收大部分 VFA( 75%) 和过量的氨;消化道各部
位均可吸收一定量的水和无机盐;单胃动物的胃只吸收少量
水分和无机盐, 胃的吸收功能很有限 。
?食糜通过消化道的时间很快, 通常在几小时内排空, 因此,
养分被吸收的机会很少, 但增大吸收部位表面积可极大的提
高吸收率 。
三、吸收部位
不同动物消化道相对体积比较
动物
相对体积( %) 相对比例
胃 小肠 盲肠 结肠,直肠 肠道尺度与体高 肠表面积 与体表
牛 71 18 3 8 20:1 3.0,1
羊 67 21 2 10 27:1 ----
马 9 30 16 45 12:1 2.2:1
猪 29 33 6 32 14:1 ----
狗 63 23 1 13 6:1 0.6:1
猫 69 15 16 --- 4:1 0.6:1
人 17 67 --- 17 ---- ----
四、养分的吸收形式
养分 终产物 养分 终产物
蛋白质 AA( 寡肽 ) 蔗糖 蔗糖,果糖
淀粉 葡萄糖 纤维素 有机酸, 有机酸盐
脂肪 FA,甘油 矿物质,维生素 任何可溶形式
目前提出的认为蛋白质以寡肽 ( 3-6肽键组成的肽 ) 形
式吸收更有效, 因为:
1,耗能少, 损失少
2,不竞争有限的载体, 吸收快
3,寡肽是生命活性物质
?寡肽营养
?Vit和矿物质不被消化,而是以任何可溶的形式直接吸收
四、养分的吸收形式
第三节 动物的消化力
与 饲料的可消化性
一、消化力与消化性
二、影响消化率的因素
动物的消化力:
动物消化饲料中营养物质的能力;
饲料的可消化性:
饲料被动物采食后,在消化道内可被消化的
性质或程度。
一、消化力与消化性
消化率,衡量指标
饲料某养分消化率 =
食入饲料中某养分 -粪中某养分
食入饲料中某养分
× 100%
一、消化力与消化性
粪中的养分有两个来源:
⒈ 饲料中未消化的养分
⒉ 内源养分 ① 消化道分泌的消化液
② 肠道脱落细胞
③ 肠道微生物
一、消化力与消化性
消化率又分为:
表观消化率,受采食量影响较大,不扣除内源
不能真实反映饲料的营养性或可消化程度
真消化率,扣除内源,是饲料真实消化率,不
受采食量影响
表观消化率与真消化率
真消化率=
[食入养分 -(粪中养分 -粪中内源养分) ]
× 100%食入养分
真消化率的计算
表观消化率与真消化率
AD
采食量


率 TD
② 饲料 fat含量较少时,其 AD受内源代谢来源脂肪和分析
误差掩盖,测量值有波动。
③ 饲料矿物制消化率更易受消化道内源代谢, 矿物质循
环利用的影响 。
关于 AD,TD的要点:
① 饲料 TD大于 AD
表观消化率与真消化率
1.种类,不同种类的动物消化器官结构,功能,容积不
同对饲料的消化率不同,尤其是粗饲料消化率差别较
大,其中牛>羊>马、兔>猪>禽。动物对精饲料消
化率差异较小。
如:若要使用有机物消化率均达到 98%,饲料中 CF的
含量:牛 18%,猪 10%,禽 5%。 饲粮 CF超过上述指标时,
牛的耐受力最强, 禽类最差, 家禽日粮 CF 不超过 6%。
(一)动物因素
二、影响消化率的因素
2.品种,高度培育品种对粗饲料消化率极低,耐粗饲料性差。
3.年龄,幼小,老龄动物消化率低,随着年龄增长,消化器
官不断发育,完善,消化力不断提高,对 CF,EE,CP的消
化率也不断提高,但 NFE和有机物消化率变化不大。衰老,
消化技能衰退,消化力降低。
4.体质,(健康状况)健康,消化率高,反之,病态动物消
化率低,因此,保持动物健康是保证高产的基本条件。
二、影响消化率的因素
1.种类,青绿饲料消化率>干草,籽实>秸杆
2.化学成分,饲料中 CP提高,消化率提高,对反刍动物尤其
明显; CF与消化率呈负相关,对单胃动物尤为明显;淀粉含量
过多,↓ 反刍动物对粗饲料的消化率,饲料中含有一定量的
fat有利于消化,但过多不利,尤其对 Ca,CF的消化不利;增
加 Vit有利于促进消化
3.饲料中的抗营养因子,饲料中含有抗营养因子,降低消化率
二、影响消化率的因素
(二)饲料因素
ANFS( antinutritional factors)
指饲料中本身含有的或从外界进入饲料中的阻
碍饲料与消化的微量成分。
ANFS的作用机理:
?抑制酶的活性或消化酶的竞争底物 。 如豆浆含有
的蛋白酶抑制因子, 凝集素 。
?抑制酶的分泌 。 如硫葡萄糖甙 。
关于抗营养因子
?与底物结合, 形成不溶性产物 。 如单宁与蛋白质
结合, 植酸, 草酸可与蛋白质, 氨基酸, 矿物质结
合 。
?增加食糜黏度, 阻止酶与底物结合 。 如大麦,
小麦中含有的 β -葡聚糖, 阿拉伯木聚糖 。
关于抗营养因子
ANFS的 消除
?加热, 使 ANFS灭活
?化学处理, FeSO4脱去棉酚, 用酸, 碱处理可以脱去
?饲料育种, 培育低毒品种
?饲料中加酶
?控制饲喂量,单独使用, 量大可能出问题如棉粕, 菜粕
单独使用时, 达 7~ 8%即有危害, 但如果同时使用 5%的棉粕,
5%的菜粕, 却是安全的 。 生产中提高杂粕用量主要是为了
降低成本
关于抗营养因子
(三)饲养管理技术
1,适当合理的加工处理可以提高饲料利用率 。 如适
当粉碎精饲料, 对粗饲料进行碱化, 氨化, 微贮,
膨化可以提高消化率 。
2,延长饲料在消化道的停留时间, 可提高消化率;
饲料颗粒化可以预防动物挑食, 提高适口性, 延长
饲料在消化道中停留时间, 提高消化率, 而过度粉
碎饲料不利于消化 。
二、影响消化率的因素
3,随饲养水平提高,饲料流通速度加快,消化
率下降。饲养水平:指实际饲喂量相当于维持饲
喂量的倍数。
4,饲料搭配技术与养分平衡状况也影响饲料消
化率;平衡设计日粮可提高消化率,添加酶制剂
可提高消化率。
二、影响消化率的因素